微型多旋翼無人機傾斜攝影系統在應急救災中的運用探討

■于澎

（遼寧省地理信息院 遼寧 沈陽110034）

微型多旋翼無人機傾斜攝影系統在應急救災中的運用探討

■于澎

（遼寧省地理信息院 遼寧 沈陽110034）

隨著科技逐漸發展，諸多先進的技術設備被研發，并且應用到不同的領域中。攝影系統在應急救災系統中的應用，能夠有效的提升救災信息反饋，為應急救災提供及時的援助。微型多旋翼無人機傾斜攝影系統是國際測繪領域發展起來的一項新的對地觀測技術?；诖?，在本文中對微型多旋翼無人機傾斜攝影系統進行研究，分析其系統在應急救災中的實際運用。

微型多旋翼無人機傾斜攝影測量系統應急救災運用探討

0 前言

傾斜攝影技術主要是面向實地觀測，借助同一攝影平臺下所搭載的多臺傳感器，對不同角度的影像進行采集。這樣的方式能夠在較短的時間內獲得真實的地物信息，并且借助先進的慣導系統及定位技術，獲取拍攝影像的姿態及定位坐標。微型多旋翼無人機傾斜攝影技術具有飛行可靠性、對著陸場地要求低以及操作簡單等特點，在不同領域中應用廣泛。

1 微型多旋翼無人機傾斜攝影系統構成

微型傾斜攝影無人機的操作平臺為無人駕駛多旋翼飛機，連接著飛機遙控設備、數傳設備、攝影設備。遙控設備主要是對飛機進行姿態操控及安全駕駛。數傳設備是用于飛機規劃航線及記錄飛機飛行中實時傳輸飛行信息。攝影設備一般為五鏡頭高分辨率的CCD數碼相機，用于同時獲取五個角度的影像。其主要的功能模塊為計算機處理系統，計算機系統對攝影系統所掃描到的圖像信息進行處理，制成精度較高的圖像信息。該系統在設計以及組合上特點突出，是一種集攝影、遙控、遙測技術、計算機影像處理于一體的新型應用技術。目前微型無人機傾斜攝影系統所針對的范圍比較小，但是其定位精度比較高，能夠滿足三維建模的要求。微型多旋翼無人機傾斜攝影系統基本參數如下：飛機總重低于7公斤，作業海拔高度不大于4500米，抗風等級5級，控制半徑2500米，巡航速度不小于6米每秒，最大的升降速度為6米每秒?？刂品绞綖楹綌z過程的全自動導航作業，懸停精度為垂直方向±1米，水平方面±2米。保護裝置在電池電壓較低時發出警報，航攝分辨率在2-5厘米。微型多旋翼無人機如下圖所示：

圖1 微型多旋翼無人機

2 微型多旋翼無人機傾斜攝影系統在應急救災中的運用

微型無人機傾斜攝影系統在應急救災中的運用，一方面提升了救災的效率，另一方面有效的避免了災害現場的二次傷害。主要表現在三維立體建模對于現場搶救中的幫助，并且根據攝影信息計算出救災現場實際情況，為災民安置安全點。

2.1 三維立體建模實現現場搶救

微型無人傾斜攝影系統在地震災害中的應用較為廣泛，當地震發生之后，災區現場一片廢墟，救災人員為了盡快的了解到現場的實際情況，需要在地理位置較高的地區進行現場觀測，以制定科學的救災方案。但是地震現場中較高的位置多為坍塌的建筑，坍塌的廢墟穩定性較差，并且在余震的影響下有可能出現二次塌陷，對于人工觀測而言極為不安全。同時廢墟高點坡度較大，搶險工作人員難以迅速攀爬，救災工作開展難度加大。那么，借用微型無人機在廢墟高點，起飛，能夠對地震受災區域進行觀測。

例如：在云南魯甸地震救災中，由于該地區的地質條件特殊性，救災人員攜帶紅鵬微型多旋翼傾斜攝影無人機進入到震中地區，利用無人機快速高效的機動性飛行7分鐘獲取10萬平方米的災區影像。并且經過兩個小時的數據信息處理，建立起了災區三維立體模型。三維立體模型與真實的空間模型相似度極高，依照該三維模型制定救災方案切實可行，同時該模型能夠真實的展示出地震廢墟的空間結構，實現了地震現場的透明化救災。借助微型無人機傾斜攝影技術，使得肉眼難以辨別的場景高度清晰化，該種技術不止應用到地震現場中，還在山體滑坡、山洪暴發等應急救災中廣泛應用，并且取得較好的效果。災區傾斜攝影三維模型如下圖所示：

圖2 災區傾斜攝影三維模型

2.2 根據圖像信息計算出救災安置點

很多災情發生之后直接摧毀了居民的家園，情況緊急，災情救援需要為災區居民尋找到安全的避難場地。該地點需要切實的保障居民的生命安全，并且不受到災情的二次影響。由于大面積的災區難以逐個地點分析其是否安全，需要借助無人機所收集到的圖像信息，確定安全點。由于微型多旋翼無人機傾斜攝影的圖像分辨力比較高，能夠對災區中的房屋、窗子、地板等情況拍攝的很清晰，基于該種技術設備這樣的優勢，救災人員就可以通過全方位的高清圖像分析安全點。例如，在河流、山坡、樹木、草叢、電線桿、滾石等都會為救災帶來阻礙，那么災害現場在經過無人機攝影設備拍攝之后，能夠通過電子沙盤俯視圖、仰視圖、以及360°的旋轉角度，觀察災害地區。同時借助計算機在三維影像數據上量取地物的長度、寬度、高度、坡度、面積等。在精確的數據分析中，救援人員就可以計算出災區滾石可能會下滑的方向以及速度，對次生災害有了一定的預警。同時救援人員可以借助詳實的信息制定災后重建方案，避免親自現場調查所帶來的危害。

3 結論

[1].紅鵬微型無人機傾斜攝影系統在應急救災中的應用 [J].安全,2015,01:63.

[2]王建雄.無人飛艇低空攝影測量關鍵技術研究及大比例尺地形成圖實踐 [D].長安大學,2011.

[3]李婷.無人機影像拼接關鍵技術研究 [D].中國礦業大學,2014.

[4]劉剛,許宏健,馬海濤,朱敏.無人機航測系統在應急服務保障中的應用與前景 [J].測繪與空間地理信息,2011,04:177-179.

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-191-1